На Нижнеканском массиве гранитоидов

Результаты поисковых и научно-исследовательских работ

По выбору площадок для подземной изоляции ВАО и ОЯТ

на Нижнеканском массиве гранитоидов

Е. Б. Андерсон, В. Г. Савоненков, Е. Ф. Любцева, С. И. Шабалев, Ю. М. Рогозин, Н. Л. Алексеев

(выдержки из работы)

По заданию Министерства по атомной энергии Российской Федерации в 1993 г. начались исследования по поиску геологических формаций и площадок для строительства подземного комплекса изоляции отвержденных ВАО Горно-химического комбината (ГХК, г. Железногорск), включая будущие отходы завода РТ-2 и не подлежащее переработке ОЯТ. Для проведения исследований был создан коллектив специалистов, представляющих организации Минатома, Российской академии наук, С.-Петербургский и Красноярский университеты, а также геологические организации Красноярского края. Научное руководство и координация работ были возложены на Радиевый институт.

Выполненные в пределах массива поисково-съемочные геолого-геофизические работы определили наибольшее соответствие с требуемыми свойствами среды изоляции двух участков – Итатского и Каменного, площадью 15-20 кв.км. каждый, находящихся в 25-30 км от ГХК.

В подземном хранилище должны быть размещены фракционированные отвержденные отходы завода, дефектные облученные тепловыделяющие сборки (ОТВС), а также другие РАО ГХК. Позднее определилась вероятность поступления отходов, образующихся при изготовлении МОХ-топлива.

Состав отдельных фракций РАО требует весьма продолжительных по времени сроков изоляции – до миллиона лет.

Площадь подземной части комплекса должна быть не менее 1 кв.км.

Сравнительная оценка площадей проводилась по специально составленному перечню критериев, в который вошли не только геолого-структурные параметры, но и территориальное положение, особенности социальной структуры, расстояния от ГХК и пр.

По результатам интерпретации электро-, магнито- и гравиразведочных работ в пределах северной части участка Каменный выделен блок монолитных гранитоидов площадью около 12 кв.км., перспективный для дальнейшей детальной разведки. Анализ геолого-геофизических исследований позволил в пределах этого же блока выделить сравнительно монолитный участок биотитовых гранитов площадью 1,5 кв.км. для строительства подземной исследовательской лаборатории.

Значение гидрогеологического критерия установлено базовым определением в геологической концепции: основным механизмом миграции радионуклидов из пункта подземной изоляции является их движение в водной фазе. Вполне очевиден главный критерий: ограничение потока подземных вод внутри хранилища (могильника).

Минимизировать количество подземных вод можно при размещении площадок в пустынных, засушливых местах, как, например, в проекте «Юкка Маунтин» в США. Выбранный горный массив находится в засушливом районе, в котором большая часть осадков (ежегодно около 178 мм) испаряется или теряется до того, как просочиться в грунт. Конфигурация подземных выработок и инженерные барьеры гарантируют отсутствие контактов инфильтрационных вод и отходов в течение 10 тыс. лет.

Диаметрально противоположное размещение потенциального участка подземного хранилища окончательного удаления ОЯТ – подземная лаборатория на о. Эспё (Швеция, островная зона Балтийского моря).

Безопасность изоляции, минимизацию притока подземных вод обеспечивает блок малопроницаемых гранитоидов вне зон трещиноватости на глубине 500 м. Для заключительной оценки безопасности необходимо наблюдение модельного захоронения в течение 20 лет.

Близость перспективных участков и всей северной части Нижнеканского массива к Горно-химическому комбинату и площадке завода РТ-2, наличие хорошо развитой инфраструктуры г.Железногорска будут способствовать эффективному решению в будущем транспортно-коммуникационных проблем хранилища и социально-экономических вопросов.

Наряду с большим объемом научно-технических данных, практически все нормативно-правовые документы включают обеспечение гласности и информирования общественности и населения о проектируемой деятельности и, в первую очередь, о вероятности негативного воздействия на окружающую среду и человека.

Исследования Нижнеканского массива являются открытыми работами, направленными на выполнение критериев и правил геоэкологической безопасности. Полученная информация обсуждается и представляется специалистам.

В конце 2002 г. Минатом утвердил Декларацию о намерениях строительства подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском гранитоидном массиве (первой очереди пункта подземной изоляции радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива), составленную специалистами Горно-химического комбината, ВНИПИпромтехнологии и НПО «Радиевый институт им. В. Г. Хлопина».

Нижнеканский массивпо результатам проведенных исследований является основным и по статусу пока еще единственным для создания в перспективе подземного геологического хранилища. Однако ни сам массив, ни его выбранные участки не изучены в том объеме и детальности, какие требуются для строительства.

В мировой практике имеются примеры и опыт комплексного изучения перспективных площадок для строительства хранилищ в Швеции, Канаде, США, Франции, Финляндии, Японии и др. В конкретных случаях для получения необходимой информации в изучаемом районе и на отдельных участках разбуривались десятки и сотни исследовательских скважин (Юкка-Маунтин, США; Эспё, Швеция).

Для справки: на участках Итатский и Каменный было пробурено всего 5 скважин до горизонта предполагаемого размещения могильника (глубиной 300-700м) и 35 картировочных скважин (глубиной 13-50,5м). При этом в США могильник располагается в безлюдной гористой пустыне, а в Швеции - на острове.

Полноценная ПИЛ (подземная исследовательская лаборатория) представляет комплекс подземных сооружений (шахтные стволы, штреки, уклоны и пр.) с системами скважин, разбуриваемых под землей и на поверхности, а также наземными комплексами дистанционных измерений и контроля.

Основная проблема безопасности связана с необходимостью её обеспечения в течение длительных временных интервалов. Создаваемые системы изоляции и захоронения должны обеспечить безопасность человека и биосферы на сотни тысяч и более – до миллиона – лет.

Если тектоническая активность является постоянно действующим процессом, то сейсмоактивность – явление спорадическое, вероятностное, и, как показывает исторический опыт, труднопредсказуемое.

Неблагоприятный прогноз требует значительного удорожания подземного строительства с упрочнением приконтурных зон выработок, применения сейсмозащиты, использования специальных крепежных и цементирующих материалов.

Вероятность падения крупного метеорита на хранилище ВАО и ОЯТ существует, как бы мала она ни была. В течение года примерно 500 метеоритов величиной 1 см и более достигают поверхности земли. Угрозу для подземных хранилищ РАО представляют только крупные метеориты с определенными параметрами движения, при ударе которых о поверхность Земли образуются крупные кратеры. В результате такого удара изоляция подземного хранилища может быть нарушена или даже произойдет его вскрытие. В околоземном пространстве находится две тысячи крупных астероидов, падение которых может вызвать катастрофические последствия. Средняя вероятность таких мощных импактных событий оценивается как один раз за 50 тыс.лет.

Вместе с составлением прогноза природных явлений для будущего Нижнеканского хранилища (как и для других подземных комплексов изоляции РАО) существует большое число нерешенных вопросов, связанных с техногенной частью системы изоляции, в первую очередь с его инженерно-технологической защитой. Используя метод исторических аналогий, можно предположить, что инженерные барьеры в системах захоронения РАО и ОЯТ могут просуществовать не менее 10 тыс. лет. Однако результаты многофакторного техногенного вмешательства в квазиравновесную природную геологическую систему за такие интервалы времени могут оказаться непредсказуемыми.

Дата добавления: 2015-10-16